Céréales et Alimentation

1. Définition des céréales

• Céréale : plante à graines de la famille des graminées, utilisée pour l’alimentation humaine ou animale.

• Principales céréales par continent :

  Continent	Céréales principales
  Europe	Blé, Avoine
  Afrique	Millet, Sorgho
  Asie	Riz
  Amérique du Sud	Maïs

• Certaines graines riches en amidon mais non graminées sont assimilées aux céréales : quinoa, sarrasin, amarante.

2. Composition générale d’un grain de céréale

Un grain est constitué de 3 couches principales :

3. Le blé et ses dérivés

• Variétés principales :
  • Blé tendre (froment) : farine, panification, première céréale produite en France.
  • Blé dur : grains durs, utilisé pour semoule et pâtes.
  • Blé mitadin : intermédiaire, panification et alimentation animale.

4. Structure d’un grain de blé

1. Enveloppes (écorce ou son)
   Composées de plusieurs couches :

   • Péricarpe : enveloppe extérieure, riche en fibres insolubles (lignine, cellulose), minéraux.
   • Tégument séminal : couche rigide, protège contre l’humidité, contient pigments, cellulose, potassium, phosphore.
   • Bande hyaline : couche transparente, fibres et minéraux.
   • Assise protéique (coupe à aleurone) : couche riche en protéines (18 %), minéraux (16 %), vitamines B (B1, B2, B3, B6).

2. Amande (albumen amylacé)

   • 80 % du grain, riche en amidon (80 %) et protéines.
   • L’amidon est un glucide complexe formé de chaînes de glucose (amylopectine 75 %, amylose 25 %).
   • Gluten : réseau de protéines (gliadine et gluténine) entourant les grains d’amidon.

3. Germe

   • 3 % du grain, embryon riche en lipides, vitamines E et B, fibres, minéraux (phosphore, magnésium, potassium, fer).
   • Lipides fragiles, source d’huile de germe de blé.

5. Composition nutritionnelle du grain de blé (pour 100 g)

6. Protéines du blé et maladie cœliaque

• Protéines solubles : albumines, globulines (peu d’AAI).
• Protéines insolubles : prolamines (gliadine) et gluténine (gluten).
• Gliadine : déclenche la maladie cœliaque (intolérance au gluten), provoquant atrophie villositaire et symptômes digestifs.
• Régime sans gluten : exclusion de blé, seigle, orge, avoine (SABO).

7. Fibres et minéraux

• Les fibres insolubles gênent l’absorption digestive des nutriments.
• Le son de blé (écorce) contient 40-45 g de fibres, majoritairement insolubles.
• L’acide phytique (phytate) dans l’écorce chélate Ca²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, formant des complexes inabsorbables.
• Phytases activées par germination ou fermentation dégradent les phytates.

À retenir : Les céréales sont des plantes à graines riches en glucides complexes (amidon), protéines (gluten), fibres et vitamines B, avec une structure en enveloppe, amande et germe, chacune ayant une composition nutritionnelle spécifique.

1. Minéraux dans le blé

Les phytates peuvent libérer des cations en dégradant les sels insolubles, influençant positivement l’ostéoporose et les calculs rénaux.

2. Vitamines dans le blé

• Liposolubles

  • Vitamine E : 1 mg/100 g dans le blé, 150 mg/100 ml dans l’huile de germe de blé (présente surtout dans le germe).
  • Pas d’autres vitamines liposolubles dans le blé entier.

• Hydrosolubles

  Vitamine	Teneur (mg/100 g)	Remarques
  B1	0,41	Présente dans le scutellum, perdue à la mouture
  B2	0,1	Dans l’amande
  B3-PP	6,7	Dans l’assise protéique
  B6	0,5	Teneur moyenne
  B9	45 μg	-
  C	Absente	-

3. Farine de blé : définition et fabrication

• Définition : poudre issue du broyage de l’amande du grain de blé tendre, nettoyé et purifié industriellement.
• Différence farine/fécule :
  • Farine = broyage complet du grain.
  • Fécule = amidon isolé (ex : maïzena, fécule de pomme de terre), utilisée pour épaissir ou alléger.

a) Étapes principales

1. Nettoyage

   • Élimination des impuretés (cailloux, pailles, poussières) par aspirateurs, tamis, aimants, épointeuses.
   • Mouillage : humidification et repos 24-48 h pour ramollir l’enveloppe et faciliter la mouture.

2. Mouture

   • Broyage : passage dans cylindres cannelés, tamisage → farine de blutage, semoules, finots, particules à retravailler.
   • Claquage : rouleaux lisses, tamisage (sassage) → tri des semoules, finots, farine de claquage.
   • Convertissage : broyage des finots pour farine de convertissage (~35 % de la farine totale).
   • Résidus : sons et remoulages.

4. Classification des farines

• Plus le taux de cendres est faible → farine plus blanche, moins minérale, plus fluide.
• Plus il est élevé → farine plus complète, riche en fibres et minéraux.

5. Composition nutritionnelle (pour 100 g)

• La teneur en eau moyenne est de 12,5 %, max légal 16 %.
• La mouture réduit fibres, minéraux, vitamines et acide phytique, mais augmente la digestibilité des glucides.
• La farine complète contient plus de lipides, ce qui réduit sa conservation (risque rancissement).

6. Étiquetage et types de farine

• La farine sans mention d’additifs est pure, sans conservateurs ni additifs.
• Le taux de cendres ou type doit être indiqué obligatoirement.
• Farines panifiables peuvent contenir additifs, enzymes, autres farines.
• Types de farines : ordinaires, bio, fluides (moulues très finement), préparations spécifiques (ex : farine avec levure).
• Farines riches en gluten (force boulangère élevée) réservées aux professionnels.

7. Contaminations possibles

• Mycotoxines : toxines produites par moisissures sur céréales (aflatoxines, ochratoxines A).
• Réglementation impose des teneurs maximales (règlements 466/2001 et 856/2005).
• Effets toxiques : cancers du foie, atteintes rénales et nerveuses.
• Mycotoxines résistantes à la cuisson.
• Blé et maïs sont les céréales les plus touchées.

Le contrôle des mycotoxines est crucial pour la sécurité alimentaire.

1. La farine de blé : caractéristiques et enjeux

a) Contaminations et conservation

• Champignons : humidité, chaleur et mauvaise ventilation favorisent leur développement.
• Ergot de seigle : parasite riche en alcaloïdes toxiques (ergotamine), affecte surtout le seigle.
• Insectes : charançon de blé, mite des blés, alucite (larve qui pénètre dans le grain).
• Conservation idéale : farine stockée dans un récipient hermétique, à l’abri de la lumière, au sec et au frais.
  • Durée de vie : environ 1 an pour farine blanche, moins pour farine complète (rancissement dû aux lipides du germe).

b) Pesticides

• Utilisés pour protéger les cultures et le stockage.
• Risques sanitaires : cancers, infertilité, malformations, affaiblissement immunitaire, pathologies neurologiques.
• Risques écologiques : extinction des abeilles.
• Farine bio : pesticides < 0,1 mg/100 g.
• Grandes marques limitent les traitements 3 semaines avant récolte.

c) Organismes Génétiquement Modifiés (OGM)

• Définition : organisme dont le génome est modifié par génie génétique (transgenèse).
• Objectifs : augmenter production, tolérance aux pesticides, améliorer qualités nutritionnelles.
• Loi européenne 2004 : étiquetage obligatoire si OGM > 0,9 %.
• En France, culture de blé OGM interdite.

2. Le pain : composition et fabrication

a) Ingrédients principaux (pour 100 kg de farine)

b) Farine

• Farine T55 : farine blanche utilisée pour pain, bonne force boulangère.
• Qualité de la farine influence goût, couleur, consistance.
• Mélanges possibles pour ajuster résultat (mix de farines).

c) Eau

• Doit être potable, non calcaire, pauvre en chlore.
• Hydrate gluten et amidon, facilite fermentation.

d) Sel

• Augmente ténacité, goût, couleur de la croûte.
• Favorise conservation en retenant l’eau.
• Non indispensable mais modifie goût.
• En France, teneur réduite de 19 g/kg à 18 g/kg de farine pour limiter consommation excessive.

e) Agents de fermentation

• Levure chimique ≠ levure boulangère (ne contient pas de champignons vivants).

f) Améliorants de panification

• Dans le pain de tradition française, seuls certains adjuvants (farine de fèves/soja, malt, gluten) et une enzyme (amylase fongique) sont autorisés.

À retenir : Le gluten est essentiel à la fabrication du pain car il confère élasticité et capacité à retenir le gaz carbonique, permettant la levée.

1. Fabrication du pain : étapes clés

1. Pétrissage

   • Mélange des ingrédients dans un pétrin mécanique ou à la main.
   • Incorporation d’air, hydratation du gluten, homogénéisation de la pâte.
   • Durée et vitesse adaptées au type de pain.

2. Pointage (1re fermentation)

   • Repos à 20-25 °C pour fermentation alcoolique par les levures.
   • Production de CO₂ → première levée de la pâte.
   • Développement de la flaveur par formation d’acides (propionique, pyruvique, acétique, lactique).

3. Pesée

   • Division de la pâte en pâtons de poids identique pour homogénéité.

4. Détente

   • Repos des pâtons pour relaxation de la pâte.

5. Façonnage (ou « tourne »)

   • Mise en forme des pâtons (baguette, boule, épi, etc.) à la main ou machine.
   • Pose sur couche ou bannetons, ce qui dégonfle légèrement la pâte.

6. Apprêt (2e fermentation)

   • Deuxième levée à 20-25 °C, à l’abri des courants d’air.
   • Levures produisent encore du CO₂, formation des alvéoles dans la mie.
   • Volume du pâton doit tripler (durée 1 à 4 h selon levure, température, pointage).

7. Enfournement

   • Incisions (lamage) sur les pâtons pour contrôler l’échappement du CO₂ → formation des grignes.
   • Cuisson à environ 250 °C, durée 12 à 50 min selon taille.
   • Injection de vapeur (coup de buée) pour éviter dessèchement et favoriser croûte dorée.

8. Cuisson : transformations physiques et chimiques

   Température (°C)	Phénomène	Effet principal
   ~50	Activation des ferments	Levures suractivées
   50	Mort des levures	Fin de la fermentation
   55-83	Gélification de l’amidon	Formation du gel d’amidon
   70	Amylolyse	Hydrolyse de l’amidon en maltose
   70-98	Coagulation du gluten	Structure définitive du pain
   75	Évaporation de l’éthanol	Perte d’alcool
   100	Formation de la croûte (évaporation de l’eau)	Séchage de la croûte
   130	Dextrinisation	Dégradation de l’amidon en dextrines
   160	Caramélisation (réaction de Maillard)	Brunissement non enzymatique
   200	Torréfaction	Début de carbonisation

9. Défournement

   • Sortie du pain du four.

10. Ressuage (refroidissement)

    • Refroidissement dans un lieu sec et aéré pour éviter condensation et ramollissement.

2. Valeurs nutritionnelles du pain blanc (pour 100 g)

Plus le pain est riche en fibres, plus l’index glycémique (IG) est bas.

3. Index glycémique (IG) du pain blanc

• L’IG mesure l’impact d’un aliment sur la glycémie (taux de glucose sanguin) sur 2 h après ingestion.
• Calcul : $$IG = \frac{\text{surface sous la courbe glycémique de l’aliment testé}}{\text{surface sous la courbe du glucose}} \times 100$$
• Classification :
  • IG bas < 55
  • IG modéré 55–70
  • IG élevé > 70 (pain blanc est élevé)
• Importance : le pain blanc élève rapidement la glycémie, contrairement à l’idée reçue de « sucre lent ».

4. Types de pains et dénominations légales

• La loi du 25 mai 1998 protège l’appellation « boulanger » et « pain de tradition française ».
• Le pain de tradition française ne doit contenir ni additifs ni avoir subi de surgélation.

À retenir : La fabrication du pain repose sur une fermentation contrôlée qui développe la texture, la saveur et la conservation, tandis que ses qualités nutritionnelles dépendent du type de farine et du procédé (levain, farine complète).

1. Le riz

Le riz est une céréale majeure dans l'alimentation mondiale, riche en glucides et source importante d'énergie. Il existe plusieurs variétés, dont les principales sont le riz long grain, le riz court grain et le riz gluant.

a) Composition nutritionnelle du riz

• Glucides : environ 77 % (principalement de l'amidon)
• Protéines : environ 7 à 10 %, mais avec une teneur en lysine limitée
• Lipides : environ 1 à 3 %
• Fibres : faible dans le riz blanc, plus élevée dans le riz complet
• Minéraux : magnésium, potassium, phosphore, fer en quantités variables selon le type de riz
• Vitamines : surtout vitamines B (B1, B2, B3, B6) et vitamine E

Le riz complet conserve son enveloppe, ce qui augmente sa teneur en fibres, minéraux et vitamines, mais il est moins digeste que le riz blanc.

b) Types de riz et leurs usages

c) Propriétés technologiques

• Le riz blanc est plus digeste et a une cuisson rapide.
• Le riz complet contient plus d'acide phytique, ce qui peut réduire l'absorption de certains minéraux.
• Le riz gluant est utilisé pour ses propriétés collantes, utiles dans certaines préparations culinaires.

d) Conservation et cuisson

• Le riz doit être conservé au sec et à l'abri de la lumière pour éviter rancissement des lipides.
• Le rinçage du riz avant cuisson élimine l'excès d'amidon et améliore la texture.
• La cuisson varie selon le type de riz : riz blanc cuit en 10-15 min, riz complet nécessite plus de temps.

Le riz complet est plus nutritif que le riz blanc mais moins digeste à cause de son enveloppe riche en fibres et acide phytique.

1. Les autres céréales : semoules, pâtes et riz

a) Semoules et pâtes alimentaires

• Blé dur exclusivement utilisé pour la fabrication des semoules et pâtes.

• Fabrication des semoules : tri, brossage, lavage, humidification, mouture par cisaillement entre cylindres cannelés.

• Produits issus :

  • Farine et remoulages (usage animal).
  • Semoules vêtues (avec son) → sassage → semoules propres (sans son).

• Classification des semoules selon granulométrie :

  Granulométrie	Usage principal
  Semoule grosse	Couscous
  Semoule moyenne	Taboulé
  Semoule fine	Entremets, fabrication des pâtes

• Pâtes de qualité supérieure : semoules 0,2-0,5 mm, cendres ≤ 1,1 %, acidité ≤ 0,05.

• Pâtes courantes : granulométrie plus fine, semoules moins épurées (presque disparues en France).

• Un syndicat français veille à la qualité des pâtes.

b) Fabrication des pâtes alimentaires

1. Empâtement : mélange semoule + eau (+ œufs, gluten, légumes, épices possibles), malaxage sous vide (pas de fermentation ni cuisson).
2. Mise en forme :
   • Tréfilage : passage dans des filières métalliques à trous variés (ex : spaghettis, macaroni).
   • Laminage : étalage et découpe (ex : lasagnes, tagliatelles).
   • Moulage : formes spécifiques (ex : papillons pliés).
3. Préséchage : ventilation à 80 °C, quelques minutes pour durcir surface.
4. Séchage : tunnel d’air chaud/humide (35-70 °C, 2-16 h), humidité finale ≤ 12,5 %.
5. Refroidissement et conditionnement : stockage en silos, emballage.

c) Valeurs nutritionnelles des pâtes (pour 100 g)

• Pâtes cuites = environ 3 fois leur poids en eau.
• Variantes : pâtes aux œufs, aux légumes, enrichies en protéines, sans gluten, fourrées, précuites, complètes, colorées.

d) Autres dérivés du blé dur

• Boulghour/pil-pil : blé dur entier précuit, séché, concassé.
• Blé dur précuit : similaire au boulghour, non concassé, riche en fibres (~5 g) et vitamines B.

e) Le riz

• Plante aquaphile de la famille des Poacées, cultivée en régions tropicales, subtropicales et tempérées chaudes.

• Modes de culture :

  • Riz pluvial (eau de pluie).
  • Riz irrigué (contrôle des entrées/sorties d’eau).
  • Riz inondé (eau non contrôlée).
  • Riz flottant (semé à la volée).

• Deux espèces cultivées :

  • Oryza sativa (asiatique, majoritaire).
  • Oryza glaberrina (africain).

f) Traitement du riz

• Riz paddy : riz brut après récolte, non consommable.

• Étapes principales :

  1. Séchage et nettoyage → riz paddy trié.
  2. Décorticage (retrait de la balle) → riz cargo (complet, beige, riche en fibres).
  3. Abrasion (élimination son et germe) → riz blanc (amande pure).
  4. Polissage → riz poli blanc (nettoyage final).
  5. Tri des grains cassés, brisures, grains décolorés.

• Usinage entraîne pertes nutritionnelles (fibres, vitamines).

• Riz étuvé : trempage + cuisson vapeur sous pression → facilite décorticage, polissage, améliore texture (plus ferme, non collant), augmente valeur nutritionnelle.

• Riz précuit : blanchi, précuit vapeur, déshydraté → cuisson rapide.

• Riz glacé : riz poli talqué, nécessite lavage avant usage (rare aujourd’hui).

g) Classification du riz selon la longueur du grain

• Botanique :
  • Oryza Japonica : riz ronds et demi-longs, collants, crémeux (ex : arborio).
  • Oryza Indica : riz longs, fermes, non collants (ex : basmati, thaï).

h) Classification selon la qualité (brisures)

À retenir : Le riz complet (cargo) est riche en fibres mais long à cuire, tandis que le riz blanc poli est plus digeste mais moins riche en fibres et vitamines.

1. Origine et fabrication des céréales petit-déjeuner

• Invention : Par John H. Kellogg, stomatologue américain, pour faciliter la digestion de ses patients.
• Processus : Blé et maïs concassés, cuits à la vapeur, puis dorés au four → premiers cornflakes (1906).
• Arrivée en France : Années 1970.
• Cuisson humide : Modifie l’amidon, augmente la digestibilité mais aussi l’index glycémique (IG).

2. Types de céréales petit-déjeuner

3. Valeur nutritionnelle moyenne

• Enrichissement possible en vitamines et minéraux.
• Attention à la teneur en sucres simples : éviter > 20-25 g/100 g.
• Lipides et sucres peuvent augmenter selon les ajouts (chocolat, oléagineux).
• Présence possible d’additifs, sucres modifiés, graisses modifiées, pesticides (ex : glyphosate).

4. Comparaison exemples

• Les pétales de maïs ont moins de sucres ajoutés que les mueslis.
• Ajouter du sucre soi-même permet de mieux contrôler la quantité.

5. Points clés à retenir

Les céréales petit-déjeuner sont des produits transformés, souvent riches en sucres simples et sodium, avec un IG élevé dû à la cuisson humide et aux traitements. Il faut privilégier les produits peu transformés (mueslis) et surveiller les étiquettes, notamment la teneur en sucres et additifs.

6. Conseils de consommation

• Les céréales petit-déjeuner peuvent être consommées à tout moment de la journée.
• Privilégier les céréales complètes ou peu transformées.
• Éviter les céréales avec plus de 20-25 g de sucres simples pour 100 g.
• Penser à la qualité des ingrédients (bio, absence d’additifs indésirables).
• Compléter avec des aliments riches en fibres et protéines pour un repas équilibré.

1. Conseils de consommation

• Quantités recommandées :
  • Accompagnement : 50-70 g cru
  • Plat principal : 100-120 g cru
  • Entrée : 30 g cru
• Équivalence glucidique : 50 g de pain = 50 g de céréales crues (riz, pâtes)
• Céréales petit-déjeuner : seules les versions complètes non sucrées sont considérées comme féculents, sinon ce sont des produits sucrés.
• Préférence santé : la consommation de céréales complètes est préférable aux céréales raffinées pour prévenir cancers, diabète, maladies cardiovasculaires (MCV).

2. Aspect technologique

a) Le pain

La fermentation au levain améliore la biodisponibilité des minéraux en éliminant l'acide phytique, contrairement à la levure boulangère.

b) La farine de blé T45-T55

c) Les pâtes sèches alimentaires

d) Le riz blanc

Le riz complet conserve plus de fibres, vitamines et minéraux que le riz blanc, mais nécessite une cuisson plus longue.